Desenvolvimento e Caracterização de Argamassas de Cal Aérea e Terra

(1)

Inês Morgado Dias

Licenciada em Ciências da Engenharia Civil

Desenvolvimento e Caracterização de Argamassas de Cal

Aérea e Terra

A Influência da Terra como Agregado Parcial

Dissertação para obtenção do Grau Mestre em

Engenharia Civil

–

Perfil de Construção

Orientadora: Maria Paulina Santos Forte de Faria Rodrigues, Professora Associada,

Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa

Júri:

Presidente: Professor Doutor Daniel Aelenei Arguente: Doutora Maria do Rosário da Silva Veiga

(2)

(3)

Desenvolvimento e Caracterização de Argamassa de Cal Aérea e Terra _– A Influência da Terra como Agregado Parcial

‘Copyright” Inês Morgado Dias, FCT/UNL e UNL

(4)

(5)

Agradecimentos

Finalizada esta importante etapa da minha vida, quero agradecer a todas as pessoas que, de uma forma ou de outra, me ajudaram e apoiaram ao longo deste caminho.

Um especial agradecimento à minha orientadora científica Professora Doutora Maria Paulina Faria Rodrigues, pela sua disponibilidade, orientação, auxílio e enorme partilha de conhecimentos desde o primeiro dia. A si devo também a sugestão do tema do trabalho e o incentivo para o desenvol-ver.

Ao Engenheiro Vítor Silva, quero agradecer todo o apoio incansável que me prestou, quer du-rante a campanha experimental, quer mais tarde, contribuindo para um melhor desenrolar desta tese. Um obrigado também à disponibilidade, simpatia e amizade demonstradas.

Agradeço também à Mestre Idália Gomes e à Sorgila pela disponibilização da terra, à Lusical pela disponibilização da cal aérea e ao projeto LIMECONTECH pelo apoio à campanha experimental.

Á minha colega Naila Jamú, que trabalhou a meu lado durante este longo trajeto, incluindo todos os cinco anos de curso. Sem ela, tudo teria sido mais difícil. Nós caminhámos juntas este per-curso desde os primeiros dias de faculdade até ao último e, assim, vai ser por muito tempo.

Ao meu namorado e também colega de curso Pedro Santos, pelo apoio e conselhos que me prestou, não só durante a realização deste trabalho mas também fora da vida académica. A sua ami-zade, carinho e companheirismo certamente que me ajudaram a percorrer esta etapa.

Aos colegas de curso Teresa Fontes, Cátia Abreu e Duarte Vargas pela disponibilidade, ami-zade e partilha de conhecimentos quer em fase experimental como em fase posterior.

Quero agradecer tanto aos amigos de longa data como aos amigos de faculdade, que durante todo o meu percurso académico, me ajudaram e apoiaram. A todos, um enorme obrigado, quer por momentos de estudo e trabalho, quer por não menos importantes momentos de diversão e convívio.

(6)

(7)

Resumo

Grande parte das construções antigas, nomeadamente de terra ou de alvenaria argamassada, necessitam de intervenção, principalmente ao nível dos revestimentos exteriores. Muitas construções recentes também necessitam de ser corretamente intervencionadas. A utilização da terra como material de construção caiu em desuso mas felizmente está a ser renovada, sendo considerada uma resposta possível para a sustentabilidade na construção. De forma a credibilizar a utilidade deste material, nas últimas décadas têm-se aprofundado os conhecimentos sobre este tema. No entanto, há ainda um longo caminho a percorrer no que se refere à utilização, antigamente muito corrente, de terra argilosa em argamassas de cal aérea.

Nessa linha de investigação a presente dissertação avalia a influência da introdução de terra argilosa em argamassas de cal aérea. As argamassas produzidas neste estudo são argamassas de cal aérea e uma mistura de areias lavadas de granulometrias distintas, ao traço volumétrico 1:3, em que se substituem determinadas percentagens de areia fina por terra argilosa. Estas substituições em massa são de 5, 10, 15 e 25 %. Realizaram-se ensaios de caracterização nas argamassas em estado fresco e em estado endurecido (28 e 90 dias), sobre provetes distintos condicionados em laboratório (prismáticos e em tijolo furado corrente) e sobre um reboco aplicado num murete de taipa em condições de exposição natural.

Os resultados dos ensaios realizados revelam que a trabalhabilidade das argamassas diminui com o aumento da percentagem de terra argilosa, assim como as propriedades mecânicas. Relativa-mente ao comportamento face à água, as argamassas com maior teor de terra apesentam maior capa-cidade de absorção de água e também maior dificuldade em secar. No entanto as características obti-das com percentagens intermédias de terra indiciam ser particularmente interessantes para aplicações em reboco, como é verificado pela aplicação no murete em condições reais de exposição. Com base na caracterização efetuada, este tipo de argamassas estudadas apresentam viabilidade técnica e ao nível da sustentabilidade.

(8)

(9)

Abstract

Many ancient buildings, namely the ones earthen made, need intervention, mainly at exter-nal rendering. Most of recent buildings also need to be properly intervened. Earth as building ma-terial felt in use but fortunately it is been renewed, being considered a possible answer to sustain-ability of construction. In the way to improve credibility of this material, during last decades there is going deep in the knowledge about this matter. However, there is still a long way to go in which refers to the use, very common several years ago, of air lime mortar.

In this way of research, present work evaluates the influence of clayish earth in air lime mortar. The mortars produced in this study are air lime mortar and a mix of washed sands from several sizes at volumetric rate of 1:3 in which certain rates of fine sand are replaced by earth. These replacements were 5, 10, 15 and 25%. Trials were made for characterization of mortars in fresh and in hard stages (28 and 90 days), over different samples (prismatic and applied over per-forated bricks) stored in lab and over a rendering applied on a wall of rammed earth in conditions of external exposition.

Trials results show that mortar workability decrease with the increase of earth, as well as mechanical properties. In which refers behaviour in face of water, mortars with highest rates of earth showed highest capacity to water absorption and more difficulty to dry. Nevertheless, the characteristics obtained with intermediate rates of earth gave an indication that they can be partic-ularly interesting for uses as renderings, as shown by rendering applied on the wall in the trial, exposed to real weather conditions. Taking into account the characterization that has been made, these type of evaluated mortars showed viability, not only from the technical point of view, but as well as from sustainability sides.

(10)

(11)

Índice de Texto

1 Introdução ...1

1.1 Enquadramento do Tema ...1

1.2 Objetivos e Metodologia...1

1.3 Estrutura da Dissertação...2

2 Estado do Conhecimento ...5

2.1 A Terra como Material de Construção ...5

2.2 Construções em Terra em Portugal ...7

2.2.1 Paredes de Taipa ...8

2.2.2 Paredes de Adobe ...9

2.3 Argamassas Correntes ...9

2.3.1 Ligantes ... 10

2.3.2 Agregados ... 10

2.3.3 Adições e Adjuvantes ... 10

2.3.4 Água ... 10

2.4 Exigências Funcionais das Argamassas ... 11

2.5 Argamassas de Cal Aérea ... 15

2.6 Argamassas de Terra ... 17

2.7 Argamassas de Cal Aérea e Terra ... 18

3 Planeamento da Campanha Experimental ... 19

3.1 Introdução ... 19

3.2 Etapas da Campanha Experimental ... 20

3.2.1 Caracterização dos Suportes ... 20

3.2.2 Caracterização dos Constituintes das Argamassas ... 21

3.2.3 Ensaios às Argamassas em Estado Fresco ... 21

3.2.4 Caracterização das Argamassas em Estado Endurecido ... 22

4 Constituintes, Argamassas e Provetes ... 23

4.1 Constituintes das argamassas ... 23

4.1.1 Agregados Principais: Areias ... 23

4.1.2 Agregado Parcial: Terra ... 24

4.1.3 Cal Aérea ... 25

4.1.4 Água ... 26

4.2 Argamassas – Traços e Quantidades ... 26

4.3 Produção e Preparação dos Provetes ... 27

4.3.1 Amassadura ... 28

4.3.2 Prismas de Argamassa ... 29

(12)

VI

4.3.4 Aplicação em Taipa ... 31

4.4 Condições de Ambiente da Cura ... 33

5 Procedimentos de Ensaios de Caracterização ... 35

5.1 Caracterização dos Suportes ... 35

5.1.1 Tijolo Furado ... 35

5.1.1.1 Condutibilidade Térmica ... 35

5.1.1.2 Absorção de Água sob Baixa Pressão – Tubos de Karsten ... 35

5.1.2 Murete de Taipa ... 36

5.1.2.2 Dureza Superficial - Durómetro ... 37

5.1.2.3 Dureza Superficial - Esclerómetro ... 37

5.1.2.4 Absorção de Água sob Baixa Pressão - Tubos de Karsten... 38

5.2 Ensaios aos Constituintes das Argamassas ... 39

5.2.1 Análise Granulométrica ... 39

5.2.2 Baridade ... 40

5.3 Ensaios às Argamassas em Estado Fresco ... 41

5.3.1 Consistência por Espalhamento ... 41

5.3.2 Retenção de Água ... 42

5.3.3 Teor em Ar ... 44

5.3.4 Massa Volúmica ... 45

5.4 Ensaios às Argamassas em Estado Endurecido ... 45

5.4.1 Provetes Prismáticos ... 45

5.4.1.1 Variações Dimensionais e Ponderais – Massa Volúmica Aparente ... 47

5.4.1.2 Módulo de Elasticidade Dinâmico ... 47

5.4.1.3 Resistências Mecânicas... 48

5.4.1.3.1 Resistência à Tração por Flexão ... 48

5.4.1.3.2 Resistência à Compressão ... 50

5.4.1.4 Absorção de Água por Capilaridade ... 50

5.4.1.5 Secagem ... 52

5.4.1.7 Porosidade Aberta e Massa Volúmica Aparente ... 54

5.4.1.8 Porosimetria de Mercúrio ... 56

5.4.1.9 Resistência aos Sulfatos ... 57

5.4.2 Provetes em Suporte de Tijolo ... 58

5.4.2.1 Dureza Superficial – Durómetro ... 59

5.4.2.2 Velocidade de Propagação de Ultra-sons ... 59

5.4.2.4 Absorção de Água sob Baixa Pressão - Tubos de Karsten... 61

(13)

Índice de Texto

5.4.3 Ensaios ao Reboco sobre Murete de Taipa ... 63

5.4.3.1 Velocidade de Propagação de Ultra-sons ... 63

5.4.3.2 Dureza Superficial - Esclerómetro pendular ... 64

5.4.3.3 Dureza Superficial – Durómetro ... 64

5.4.3.4 Absorção de Água sob Pressão - Tubos de Karsten ... 64

5.4.3.5 Porosimetria de Mercúrio ... 64

6 Apresentação e Análise de Resultados ... 67

6.1 Caracterização dos Suportes ... 67

6.1.1 Tijolo Furado – Condutibilidade Térmica e Absorção de Água sob Baixa Pressão ... 67

6.1.2 Murete de Taipa ... 67

6.1.2.2 Dureza Superficial – Durómetro e Esclerómetro Pendular ... 68

6.1.2.3 Absorção de Água sob Baixa Pressão – Tubos de Karsten ... 69

6.2 Constituintes das Argamassas ... 70

6.2.1 Análise Granulométrica ... 70

6.2.2 Baridade ... 71

6.3 Argamassas ... 71

6.3.1 Argamassas em Estado Fresco ... 71

6.3.1.1 Consistência por Espalhamento ... 71

6.3.1.2 Retenção de Água ... 73

6.3.1.3 Teor em Ar ... 73

6.3.1.4 Massa Volúmica ... 74

6.3.2 Argamassas em Estado Endurecido ... 75

6.3.2.1 Provetes Prismáticos ... 75

6.3.2.1.1 Variações Dimensionais e Ponderais – Massa Volúmica Aparente ... 75

6.3.2.1.2 Módulo de Elasticidade Dinâmico ... 76

6.3.2.1.3 Resistências à Tração por Flexão e à Compressão ... 77

6.3.2.1.4 Absorção de água por Capilaridade ... 79

6.3.2.1.5 Secagem ... 80

6.3.2.1.6 Condutibilidade Térmica ... 81

6.3.2.1.7 Porosidade Aberta e Massa Volúmica ... 82

6.3.2.1.8 Porosimetria de Mercúrio ... 83

6.3.2.1.9 Resistência aos Sulfatos ... 84

6.3.2.2 Provetes em Suporte de Tijolo ... 85

6.3.2.2.1 Dureza Superficial – Durómetro ... 85

6.3.2.2.2 Velocidade de Propagação de Ultrassons ... 86

6.3.2.2.3 Condutibilidade Térmica ... 86

1.1.1.1.1 Absorção de Água sob Baixa Pressão – Tubos de Karsten ... 87

(14)

VIII

6.3.2.3.1 Velocidade de Propagação de Ultra-sons ... 92

6.3.2.3.2 Dureza Superficial – Durómetro ... 92

6.3.2.3.3 Dureza Superficial – Esclerómetro ... 93

6.3.2.3.4 Absorção de Água sob Baixa Pressão – Tubos de Karsten ... 93

7 Discussão de Resultados ... 97

7.1 Caracterização dos Constituintes Utilizados ... 97

7.2 Síntese da Caracterização das Argamassas ... 98

7.3 Argamassas em Estado Endurecido ... 102

7.3.1 Propriedades Mecânicas dos Provetes Prismáticos... 102

7.3.2 Comportamento com a Ação da Água dos Provetes Prismáticos ... 106

7.3.3 Condutibilidade Térmica em Provetes em Suporte de Tijolo e Prismáticos ... 108

7.3.4 Compacidade por Ultra-Sons e Condutibilidade Térmica ... 109

7.3.5 Porosidade Aberta ... 109

7.3.6 Porosimetria de Mercúrio - Influência do Suporte ... 110

7.4 Discussão e Apreciação Geral das Argamassas ... 113

8 Conclusões ... 117

8.1 Considerações Finais ... 117

8.2 Principais Conclusões ... 117

8.3 Propostas de Desenvolvimento Futuro ... 120

Bibliografia ... 121

Anexos ...i

A.1. Organização dos ensaios realizados ... i

A.2. Dados meteorológicos ... ii

A.3. Valores detalhados de caracterização dos suportes ... iii

A.4. Valores detalhados de caracterização da terra argilosa ... v

A.5. Valores detalhados da caracterização das argamassas em estado fresco ... v

A.6. Valores detalhados da caracterização das argamassas em estado endurecido: provetes em suporte de tijolo aos 28 dias ... vii

A.7. Valores detalhados da caracterização das argamassas em estado endurecido: provetes em suporte de tijolo aos 90 dias ... x

A.8. Valores detalhados da caracterização das argamassas em estado endurecido: provetes prismáticos aos 90 dias ... xiv

A.9. Valores detalhados de caracterização do reboco aplicado no murete de taipa aos 90 dias .. xxiv

A.10. Porosimetria de mercúrio – provetes prismáticos, provetes em suporte de tijolo e reboco aplicado no murete de taipa (90 dias) ... xxv

(15)

Índice de Figuras

Figura 2.1 – Distribuição geográfica em Portugal das principais técnicas construtivas tradicionais

em terra: a) Taipa, b) Adobe, c) Tabique (Carvalho et al. 2008) ... 7

Figura 2.2 - Uso de argamassas tradicionais de cal, bastardas e de cimento no Alentejo (Margalha 2011) ... 15

Figura 3.1 – Aspeto geral do murete de taipa ... 21

Figura 3.2 – Tijolo furado... 21

Figura 4.1 – Curva granulométrica das três areias individualizadas e da mistura ... 23

Figura 4.2 – Três areias, da mais fina para a mais grossa (APAS30, APAS20 e APAS12) ... 24

Figura 4.3 – Curva granulométrica da terra argilosa por via húmida (Gomes et al. 2012a) ... 25

Figura 4.4 – Pormenor da terra argilosa ... 25

Figura 4.5 – Cal aérea hidratada em pó Lusical H100 ... 26

Figura 4.6 – Pesagem dos constituintes (a) e processo de mistura dos constituintes manualmente (b) ... 28

Figura 4.7 – Misturadora (a), introdução de água na cuba (b) e aspeto de uma das argamassas com terra após o processo de amassadura (c) ... 28

Figura 4.8 – Molde dos provetes prismáticos... 29

Figura 4.9 – Processo de compactação: a, b e c ... 29

Figura 4.10 – Processo de desmoldagem dos provetes prismáticos ... 30

Figura 4.11 – Provete prismático partido após a desmoldagem ... 30

Figura 4.12 – Molde de madeira (a) e afastador (b) ... 31

Figura 4.13 – Aspeto do conjunto afastador e molde de madeira (a), rasagem do provete (b) e aspeto final do provete em suporte de tijolo (c) ... 31

Figura 4.14 – Esquema da distribuição de argamassas ... 32

Figura 4.15 – Processo de amassadura com berbequim elétrico (a), níveis de humidade ascendente do solo no murete de taipa (b) e aplicação da argamassa (c)... 33

Figura 4.16 – Aspeto geral do murete após aplicação do salpisco (a), acabamento do salpisco (b) e acabamento do reboco final (c) ... 33

Figura 4.17 – Condições de cura (a) e (b), provetes em condições de cura na sala climatizada (c) ... 33

Figura 5.1 – Ensaio de condutibilidade térmica em tijolo convencional ... 35

Figura 5.2 – Tubos de Karsten ... 36

Figura 5.3 – Alçado Este (esquerda) e Sul (direita) do murete de taipa ... 36

Figura 5.4 – Alçado Poente (esquerda) e Norte (direita) do murete de taipa ... 36

Figura 5.5 – Condutibilidade térmica realizada ao murete de taipa ... 37

Figura 5.6 – Esclerómetro pendular, DSE (a) e marca provocada pelo esclerómetro pendular após a realização do ensaio (b) ... 38

Figura 5.7 – Ensaio de absorção de água sob baixa pressão no murete de taipa através de tubos de Karsten (a, b, c) ... 38

(16)

X

Figura 5.9 – Colocação da terra no funil (a), abertura do funil (b) e rasagem do recipiente (c) ... 41

Figura 5.10 – Determinação do volume do recipiente ... 41

Figura 5.11 – Mesa de espalhamento (a), argamassa colocada no molde (b), pancadas com o pilão na argamassa colocada no molde (c) ... 42

Figura 5.12 – Molde rasado com argamassa (a), formato da argamassa após ser retirado o molde (b), medição do diâmetro da argamassa com craveira (c) ... 42

Figura 5.13 – Molde com argamassa (a), molde com argamassa e gaze por cima (b), molde com argamassa, gaze e oito papéis de filtro (c) ... 44

Figura 5.14 – Vidro colocado no topo (a), peso de 2 kg colocado no topo do conjunto invertido (b), pesagem dos oito papéis de filtro passados os 10 minutos (c) ... 44

Figura 5.15 – Molde com argamassa (já rasado) e equipamento apropriado (a), equipamento colocado no topo do recipiente (b), leitura do valor (c) ... 45

Figura 5.16 – Recipiente utilizado na determinação da massa volúmica ... 45

Figura 5.17 - Esquema da sequência de ensaios. ... 46

Figura 5.18 – Provetes prismáticas (40x40x160 mm) ... 46

Figura 5.19 – Esquema do provete prismático 40x40x160 mm ... 47

Figura 5.20 –Medição de “a” com craveira (a), craveira (b) e (c)... 47

Figura 5.21 – Equipamento utilizado para a determinação do módulo de elasticidade dinâmico ... 48

Figura 5.22 – Equipamento utilizado na determinação da resistência à tração (a); provete devidamente colocado no dispositivo de ensaio (b) ... 49

Figura 5.23 – Provete colocado no equipamento (a), provete após atingir a rotura (dividido em três) (b) e (c) ... 50

Figura 5.24 – Aspeto do provete após a preparação (a), caixa de plástico com lâmina de água onde foi realizado o ensaio (b), pesagem dos provetes (c)... 52

Figura 5.25 – Provetes a absorver água (alguns minutos de ensaio) (a), pormenor de um provete de terra (b), vista geral dos provetes em ensaio (c) ... 52

Figura 5.26 – Aspeto dos provetes prismáticos durante o ensaio de secagem ... 53

Figura 5.27 – Condutibilidade térmica em provete prismático ... 54

Figura 5.28 – Provetes inseridos no exsicador (a), aspeto geral do equipamento montado (b), provetes submersos em água no interior do exsicador (c)... 56

Figura 5.29 – Balança onde é realizada a pesagem hidrostática (a), aspeto geral das duas balanças (b), pesagem saturada (c) ... 56

Figura 5.30 – Provetes após o ensaio ... 56

Figura 5.31 – Preparação dos provetes (a), pormenor do equipamento (b), conjunto do equipamento (c) ... 57

Figura 5.32 – Caixa onde é realizado o ensaio (a), preparação da solução (b), provetes colocados na caixa em imersão na solução (c) ... 58

Figura 5.33 – Pormenor de um provete (25% de terra) imerso na solução ... 58

Figura 5.34 – Reboco em tijolo ... 59

(17)

Índice de Figuras

Figura 5.36 – Folha com os pontos utilizados no ensaio (a), equipamento necessário (b),

realização do ensaio (c) ... 60

Figura 5.37 – Conjunto de tijolo e equipamento (a), realização do ensaio (b) ... 61

Figura 5.38 - Tubo de Karsten (a), tijolo com os tubos colocados e esguicho (b), aspeto geral do ensaio realizado em dois tijolos simultaneamente (c) ... 62

Figura 5.39 - Reboco após a queda de dois dos tubos (a), reboco com baixo teor de terra (b), reboco com alto teor de terra (c) ... 62

Figura 5.40 – Remoção de amostra do reboco aplicado no tijolo para o ensaio de porosimetria ... 63

Figura 5.41 – Aspeto do reboco aplicado no murete de taipa aos 90 dias ... 63

Figura 5.42 – Pontos utilizados no ensaio de velocidade de propagação de ultra-sons ... 63

Figura 5.43 – Esclerómetro pendular aplicado no reboco ... 64

Figura 5.44 – Pormenor de dois tubos de Karsten aplicados no reboco ... 64

Figura 5.45 – Remoção de amostras as argamassas aplicadas no murete de taipa ... 65

Figura 6.1 – Valores de condutibilidade térmica do murete de taipa ... 67

Figura 6.2 – Dureza superficial (através de esclerómetro) do murete de taipa ... 68

Figura 6.3 – Períodos de tempo necessários para absorção de 4 ml de água no murete de taipa ... 69

Figura 6.4 – Quantidade de água absorvida do tijolo ... 70

Figura 6.5 - Curva granulométrica da terra por via seca ... 71

Figura 6.6 – Resultados da consistência por espalhamento ... 72

Figura 6.7 – Espalhamento e relação água/argila ... 72

Figura 6.8 – Retenção de água ... 73

Figura 6.9 – Retenção de água e relação água/argila ... 73

Figura 6.10 – Teor em ar ... 74

Figura 6.11 – Massa volúmica no estado fresco ... 74

Figura 6.12 – Massa volúmica e relação água/argila ... 75

Figura 6.13 – Massa volúmica aparente de provetes prismáticos a várias idades... 76

Figura 6.14 – Módulo de elasticidade dinâmico por ambos os métodos (provetes prismáticos aos 90 dias) ... 77

Figura 6.15 – Resistência à tração por flexão ... 78

Figura 6.16 – Resistência à compressão ... 78

Figura 6.17 - Curvas de absorção capilar ... 79

Figura 6.18 - Pormenor da fase inicial das curvas de absorção capilar ... 79

Figura 6.19 – Coeficiente de capilaridade e valor assintótico aos 90 dias ... 80

Figura 6.20 – Curvas de secagem ... 80

Figura 6.21 – Taxa de secagem e índice de secagem aos 90 dias ... 81

Figura 6.22 – Condutibilidade térmica dos provetes prismáticos (90 dias) ... 82

Figura 6.23 – Porosidade aberta e massa volúmica, provetes prismáticos aos 90 dias ... 82

Figura 6.24 – Porosimetria de mercúrio em provetes prismáticos (90 dias) ... 83

(18)

XII

Figura 6.26 - Variação de massa das argamassas aos 25 ciclos do ensaio de resistência aos

sulfatos ... 85

Figura 6.27 - Dureza superficial aos 28 e 131 dias sobre tijolo ... 85

Figura 6.28 - Velocidade de propagação de ultra-sons sobre tijolo ... 86

Figura 6.29 - Condutibilidade térmica sobre tijolo ... 87

Figura 6.30 - Quantidade de água absorvida para os diversos tempos, aos 28 dias ... 87

Figura 6.31 - Quantidade de água absorvida para os diversos tempos, aos 90 dias ... 88

Figura 6.32 - Coeficientes de absorção para os 28 e 90 dias (quantidade de água absorvida em 1 hora) ... 89

Figura 6.33 - Tempo necessário para absorver 4 ml (28 dias) ... 90

Figura 6.34 - Tempo necessário para absorver 4 ml (90 dias) ... 90

Figura 6.35 –Porosimetria de mercúrio em provetes em suporte de tijolo (90 dias) ... 91

Figura 6.36 – Aspeto visual dos dois rebocos aplicados no murete de taipa (aos 90 dias): argamassas CL3_10t(ArF) e CL3 ... 92

Figura 6.37 – Velocidade de propagação de ultra-sons dos quatro níveis das duas argamassas (m/s) ... 92

Figura 6.38 – Dureza superficial por esclerómetro pendular dos três níveis de cada argamassa ... 93

Figura 6.39 – Quantidades de água absorvidas em 1 hora no reboco (90 dias) ... 93

Figura 6.40 – Tempo necessário para absorver 4 ml (90 dias) ... 94

Figura 6.41 - Porosimetria de mercúrio no reboco aplicado no murete (90 dias) ... 94

Figura 6.42 – Porosimetria de mercúrio de ambas as argamassas aplicadas no murete de taipa: Gama de poros capilares ... 95

Figura 7.1 – Curvas granulométricas da terra, das três areias e da mistura destas ... 97

Figura 7.2 – Resistência à compressão, resistência à tração e módulo de elasticidade dinâmico, resultados da presente dissertação e de Gomes et al. (2012b) ... 103

Figura 7.3 – Relação Rt/Rc e módulo de elasticidade dinâmico... 104

Figura 7.4 – Resistência à compressão e resistência aos sulfatos (90 dias) ... 104

Figura 7.5 – Resistência à compressão e porosidade aberta por intrusão de mercúrio em provetes prismáticos (90 dias) ... 105

Figura 7.6 – Resistência à compressão e massa volúmica em provetes prismáticos (90 Dias) ... 106

Figura 7.7 – Taxa de secagem e coeficiente de capilaridade dos provetes prismático aos 90 dias .. 106

Figura 7.8 – Índice de secagem e valor assintótico ... 107

Figura 7.9 – Porosidade aberta e valor assintótico em provetes prismáticos (90 dias) ... 108

Figura 7.10 - Condutibilidades térmicas de provetes prismáticos e provetes em suporte de tijolos aos 90 dias ... 108

Figura 7.11 – Condutibilidade térmica e velocidade de propagação de ultra-sons em provetes em suporte de tijolo (28 e 90 dias) ... 109

Figura 7.12 – Porosidade aberta das diferentes amostras de argamassas (90 Dias) ... 110

(19)

Índice de Figuras

Figura 7.14 - Quantidade de mercúrio introduzido em algumas intrusões (provetes em suporte de tijolo) ... 111 Figura 7.15 – Porosimetria das amostras de argamassa CL3 em prisma, sobre tijolo e no reboco, na

parte superior e inferior ... 112 Figura 7.16 – Porosimetria das amostras da argamassa CL3_10t(ArF) em prisma, sobre tijolo e no

(20)

(21)

Índice de Tabelas

Tabela 2.1 – Resultados obtidos em amostras de taipa (Mateus 2005) ... 9

Tabela 2.2 – Propriedades mecânicas de blocos de adobe (Silveira et al. 2012) ... 9

Tabela 2.3 – Funções e exigências funcionais de argamassas (Henriques et al. 2006). ... 12

Tabela 2.4 – Requisitos estabelecidos para as características, aos 90 dias, das argamassas de revestimento para edifícios antigos (Veiga 2010) ... 14

Tabela 2.5 - Classificação para as propriedades de argamassas no estado endurecido EN 998-1 (CEN 2010) ... 14

Tabela 2.6 – Resultados de argamassas com a mesma cal aérea e mistura de areias com 90 dias de idade (Branco 2013) ... 16

Tabela 2.7 – Propriedades mecânicas de argamassas de cal aérea com distintas areias aos 90 dias (Faria 2004a, Veiga 2003) ... 16

Tabela 2.8 – Composição das argamassas (Gomes et al. 2012 b) ... 18

Tabela 2.9 – Resultados de diversos ensaios (Gomes et al. 2012 b) ... 18

Tabela 3.1 – Ensaios de caracterização de suportes ... 20

Tabela 3.2 – Ensaios de caracterização dos constituintes das argamassas ... 21

Tabela 3.3 – Ensaios realizados às argamassas em estado fresco ... 21

Tabela 3.4 – Ensaios realizados às argamassas em estado endurecido ... 22

Tabela 4.1 – Baridades das três areias e da mistura ... 23

Tabela 4.2 – Composição mineralógica da terra por análise de XRD (Gomes et al. 2012a) ... 24

Tabela 4.3 – Composição química da cal aérea (Gameiro et al. 2012 b) ... 26

Tabela 4.4 – Dosagens dos constituintes das argamassas ... 27

Tabela 4.5 – Traços ponderais e volumétricos ... 27

Tabela 6.1 – Caracterização do tijolo furado... 70

Tabela 6.2 – Esquematização dos pontos no murete (condutibilidade térmica) ... 67

Tabela 6.3 – Médias de condutibilidade térmica de alguns dos pontos ... 68

Tabela 6.4 – Esquematização dos pontos do murete (esclerómetro pendular) ... 68

Tabela 6.5 – Médias de dureza superficial de alguns dos pontos ... 68

Tabela 6.6 – Esquematização da colocação dos tubos de Karsten ... 69

Tabela 6.7 – Absorção de água sob baixa pressão do murete de taipa ... 69

Tabela 6.8 – Massa volúmica aparente dos provetes prismáticos a várias idades ... 76

Tabela 6.9 – Porosidade aberta por intrusão de mercúrio ... 84

Tabela 6.10 – Coeficientes de absorção para 4 ml aos 28 e 90 dias (velocidade de absorção inicial) ... 89

Tabela 6.11 – Tempo necessário para absorver 4 ml de água (velocidade de absorção inicial) ... 89

Tabela 6.12 – Porosidade aberta por intrusão de mercúrio nos provetes em suporte de tijolo ... 91

Tabela 6.13 – Resultados de absorção de água sob baixa pressão do reboco (90 dias) ... 93

Tabela 6.14 – Porosidade aberta por intrusão de mercúrio no reboco ... 95

Tabela 7.1 – Traços ponderais e volumétricos ... 98

(22)

XVI

Tabela 7.3 – Análise global dos resultados em estado fresco ... 100 Tabela 7.4 – Análise global dos resultados dos provetes em suporte de tijolo aos 28 dias ... 100 Tabela 7.5 – Análise global dos resultados dos provetes em suporte de tijolo aos 90 dias ... 100 Tabela 7.6 – Análise global dos resultados obtidos para os provetes prismáticos aos 90 dias ... 101 Tabela 7.7 – Análise global dos resultados obtidos para o reboco aos 90 dias ... 101 Tabela 7.8 – Verificação dos requisitos das propriedades mecânicas ... 113 Tabela 7.9 – Comparação de resultados com Jamú (2013) (provetes prismáticos aos 90 dias) ... 115 Tabela 7.10 – Comparação de resultados com Santos (2013) (provetes em suporte de tijolo,

(23)

Lista de Abreviaturas, Siglas e Símbolos

 Abreviaturas

CEN– Comité Européen de Normalisation DEC– Departamento de Engenharia Civil EN– European Norm

FCT-UNL – Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa IPQ– Instituto Português da Qualidade, I.P.

LNEC– Laboratório Nacional de Engenharia Civil

LIMECONTECH– Projeto LIMECONTECH financiado pela Fundação para a Ciência e a Tecnolo-gia

METACAL – Projeto METACAL financiado pela Fundação para a Ciência e a Tecnologia NP– Norma Portuguesa

 Ensaios e determinações

Cabs.T–Coeficiente de absorção total (1 hora)

Cabs.4ml– Coeficiente de absorção inicial (de 4 ml de água)

Cabs.5min–Coeficiente de absorção aos 5 minutos

CC– Coeficiente de Capilaridade

DSD – Dureza superficial utilizando um durómetro ShoreA

DSE – Dureza superficial utilizando um esclerómetro pendular

DP– Desvio Padrão DRX– Difração de Raios X

Ed– Módulo de elasticidade dinâmico

Ed US– Módulo de elasticidade dinâmico obtido através da velocidade de propagação de ultra-sons

Esp– Consistência por espalhamento IS– Índice de Secagem

MVap– Massa Volúmica aparente

Pab– Porosidade aberta

Qt.abs.5min–Quantidade de água absorvida em 5 minutos

Qt.abs.1h– Quantidade total de água absorvida (em 1 hora)

Tempo4ml– Tempo necessário para absorver 4 ml de água

Ret – Retenção de água

Rc– Resistência à compressão

Rt– Resistência à tração (por flexão)

TG-DTG– Análise Termogravimétrica e análise Termogravimétrica Diferencial TS– Taxa de Secagem

(24)

XVIII

Wt– Teor de água

Δm 25c– Variação de massa ao fim de 25 ciclos de imersão/secagem, em solução com sulfatos λ – Condutibilidade térmica

 Argamassas

CL3 - Argamassa de cal aérea e areia ao traço volumétrico 1:3 de referência, ou seja, sem qualquer terra

CL3_5t(ArF) - Argamassa de cal aérea e areia ao traço 1:3, com 5% de massa de terra em subs-tituição de igual parcela de areia fina

CL3_10t(ArF) - Argamassa de cal aérea e areia ao traço 1:3, com 10% de massa de terra em substituição de igual parcela de areia fina

CL3_15t(ArF) - Argamassa de cal aérea e areia ao traço 1:3, com 15% de massa de terra em substituição de igual parcela de areia fina

(25)

Introdução

1 Introdução

1.1 Enquadramento do Tema

Nos dias de hoje há uma grande preocupação com o impacto ambiental que a construção civil produz. Como tal, pretende-se incrementar a sustentabilidade na área de construção através do recurso mais frequente a matérias-primas que não tenham de ser especificamente processadas, nomeada-mente a terra. A terra pode ser utilizada, por exemplo, para a execução de paredes monolíticas, para a execução de blocos e de alvenarias com eles executadas, para o enchimento de zonas vazadas, para a execução de argamassas de terra ou como pigmento. Como os terrenos menos férteis são preferíveis para a sua utilização como material de construção, não se está a retirar recursos ao solo, em termos agrícolas.

A terra é um dos materiais de construção mais antigos; foi um dos primeiros a ser utilizado pelo Homem na construção de habitações. Nos dias de hoje, aproximadamente 30% da população mundial vive em edifícios de terra (Silveira et al. 2012). No entanto, caiu em desuso com o passar dos anos, devido ao aparecimento de novos e mais resistentes materiais de construção. Nas últimas décadas o interesse por este tema tem vindo a aumentar, pois como já foi referido, é um material sustentável. Assim sendo, pode ser avaliada a possibilidade da sua utilização na área da construção civil, maiorita-riamente em termos de argamassas para a reabilitação de edifícios históricos, construídos com terra, mas também para a construção nova e intervenção em edifícios recentes.

Entre as técnicas de construção de paredes de edifícios com terra, a taipa, o adobe (blocos de terra) e o tabique, são as mais conhecidas em Portugal. Muitas destas construções apresentam ano-malias e assim sendo, é necessário intervir nesse aspeto.

Para um projeto de reabilitação de uma parede rebocada ser bem executado, é necessário conhecer a parede em si (o suporte) e os materiais de construção que sejam compatíveis, para se definir quais os que se vão utilizar.

1.2 Objetivos e Metodologia

Relativamente a argamassas compatíveis com suportes de terra, ainda há um grande caminho a percorrer. Existem muitas lacunas nas informações existentes sobre este tema. Não há informações suficientes tanto a nível de propriedades mecânicas, físicas e químicas, assim como dos comporta-mentos que estes produtos apresentam. Esta dissertação tem como objetivo contribuir para melhorar este aspeto, ou seja, pretende contribuir para um melhor conhecimento sistematizado de argamassas de cal aérea e terra argilosa. Para tal formularam-se e caracterizaram-se argamassas com estes cons-tituintes e, posteriormente, compararam-se com argamassas apenas de cal aérea.

(26)

2

LIMECONTECH, financiado pela Fundação para a Ciência e a Tecnologia, onde se insere este trabalho e, ainda, do projeto METACAL. A argamassa padrão foi submetida a substituições crescentes na par-cela do agregado mais fino por uma terra argilosa. A terra argilosa utilizada foi uma terra comercial, fornecida pela empresa Sorgila – Sociedade de Argilas e é a mesma terra utilizada por Gomes et al. (2012).

A colocação de terra numa argamassa pode ser encarada como esta tendo um funcionamento como um agregado ou como um ligante. Este segundo aspeto não foi analisado na presente disserta-ção, uma vez que é o tema da colega Naila Sofia Pereira Jamú. Assim sendo, estas duas dissertações foram realizadas em paralelo, em que numa se analisa a terra como substituição do agregado, num traço volumétrico mais fraco (1:3) e, na outra, como substituição do ligante, com um traço volumétrico mais forte (1:2). A terra utilizada é a mesma, assim como os restantes materiais. Os ensaios realizados e as metodologias são semelhantes. Deste modo, estas duas dissertações complementam-se, po-dendo ser comparados os valores obtidos com os ensaios e verificadas quais as vantagens e inconve-nientes de cada opção.

Um outro estudo sobre as presentes argamassas teve início, no qual se introduzem diversas fibras naturais na argamassa de referência e na que contém 10% de terra. As fibras utilizadas são introduzidas em duas dosagens e apresentam três origens distintas: crina de cavalo, casca de arroz e

blouces de lã de ovelha com pelo morto.

1.3 Estrutura da Dissertação

A primeira etapa a realizar foi a pesquisa bibliográfica. Toda a pesquisa foi realizada tentando sempre obter a maior aproximação possível com o tema em questão, as argamassas com terra. No entanto, também foi necessário e útil alargar os limites de pesquisa por forma a complementar toda a informação recolhida. Por exemplo, além de argamassas com terra, foram pesquisados outros temas relacionados tais como argamassas de cal aérea ou hidráulica ou mesmo de cimento, edifícios com paredes de alvenaria em blocos de terra ou de taipa, construções antigas, argamassas com incorpora-ção de vários tipos de fibras, e muitos outros temas que se consideram relevantes, já que quanto mais completa e exaustiva for esta pesquisa, mais fortes são os alicerces de toda a dissertação.

Tendo em conta toda a informação recolhida na pesquisa bibliográfica, entrou-se numa se-gunda etapa. Nesta, foram definidos os ensaios a realizar nas argamassas durante a campanha expe-rimental, as respetivas datas, a cura a aplicar às argamassas, e ainda os traços, quantidades e mate-riais a utilizar na elaboração das mesmas. Nesta etapa foram escolhidas as percentagens de terra a introduzir na argamassa, assim como o agregado a retirar nessa mesma percentagem.

Tendo a calendarização do processo experimental definida, assim como os restantes aspetos, deu-se início à campanha experimental propriamente dita. Toda esta etapa (campanha experimental) foi realizada no laboratório de materiais de construção da Faculdade Nova de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa (FCT UNL).

(27)

Introdução

Tendo em conta todas as etapas mencionadas anteriormente, optou-se por estruturar a disser-tação em oito capítulos.

No capítulo um pretende-se fornecer uma introdução ao tema da dissertação, tentado mencio-nar aspetos muito gerais sobre argamassas de terra. Neste capitulo também se pretende menciomencio-nar os objetivos de toda a dissertação, assim como as metodologias adotadas para ir de encontro aos objeti-vos. O segundo capítulo pretende levantar todo o estado dos conhecimentos, ou seja, toda a informa-ção obtida na pesquisa bibliográfica e também conhecimentos adquiridos durante todo o curso que de alguma forma são úteis e relacionados com o tema da dissertação.

O terceiro capítulo fornece uma introdução à campanha experimental, mencionando todos os ensaios realizados. Seguidamente no quarto capítulo são descritos os constituintes das argamassas, os traços e quantidade utilizados e os processos de produção e preparação dos provetes. O capítulo cinco corresponde ao capítulo da campanha experimental. Na descrição dos ensaios, são detalhados os objetivos dos mesmos, as normas que se seguiram na elaboração destes, os equipamentos neces-sários e os procedimentos realizados.

No sexto capítulo é lançada a contribuição de todo o estudo realizado para a evolução do tema. Neste capítulo são apresentados e analisados detalhadamente todos os resultados obtidos na campa-nha experimental. O sétimo capítulo complementa o capítulo seis. Neste, alguns dos resultados obtidos são confrontados e comparados com outros resultados obtidos em estudos anteriores, por forma a verificar, ou não, melhorias com as alterações nas argamassas propostas nesta dissertação.

Por último, no capítulo oito são apresentados nas conclusões os aspetos mais relevantes obti-dos nos capítulos anteriores. Aqui, também são propostos estuobti-dos de desenvolvimento futuros que poderão complementar esta dissertação, uma vez que este tema ainda tem muito por investigar.

(28)

(29)

Estado do Conhecimento

2 Estado do Conhecimento

O presente capítulo tem o intuito de descrever detalhadamente toda a pesquisa bibliográfica que foi realizada ao longo da elaboração da dissertação. As informações retiradas da pesquisa biblio-gráfica possuem extrema importância uma vez que permitem fortalecer os conhecimentos sobre o as-sunto e tomar conhecimento dos estudos que já foram realizados, assim como ter conhecimento de resultados que poderão ter função comparativa com os obtidos nesta dissertação.

O primeiro subcapítulo refere-se à utilização da terra como material de construção, após o que serão abordados os temas de construções em terra. Seguidamente será feito um pequeno enquadra-mento sobre argamassas correntes, assim como as suas exigências funcionais. Aprofundando um pouco este tema segue-se um subcapítulo sobre argamassas de cal aérea. Os últimos dois subcapítu-los dizem respeito a argamassas de terra e argamassas de cal aérea com terra.

2.1 A Terra como Material de Construção

A utilização da terra como material de construção preenche os requisitos de sustentabilidade, e assim, a sua procura tem vindo a aumentar. O interesse crescente de que este material tem sido alvo tem como objetivo, não só a reabilitação e conservação de construções antigas, como também a sua utilização em construção nova.

Este material de construção possui diversas vantagens, dos quais se destacam:

 É uma matéria-prima extremamente abundante;

 Dispensa processos de transformação dispendiosos em termos energéticos;

 Possui bom comportamento térmico e acústico;

 É reciclável e reutilizável, particularmente se não estiver adicionada a outros materiais, por exemplo a ligantes correntes;

 É incombustível e não tóxico;

 A terra escavada para execução de fundações pode ser reaproveitada como material de cons-trução.

No entanto a vantagem que mais se destaca é o baixo impacto ambiental que é associado a este material. O que torna a terra num material de construção sustentável é o facto de dispensar pro-cessos complexos e consumidores de recursos energéticos na sua produção e, também idealmente, da necessidade de percorrer grandes distâncias entre o local de produção e aplicação em obra, uma vez que a terra pode ser utilizada na própria obra. Uma outra vantagem que torna este material de construção sustentável é ser reciclável e reutilizável (se não alterada). Estas características são funda-mentais para um processo denominado de desconstrução. O que se pretende com a desconstrução é que, quando uma edificação termine o seu período de vida e se se pretender demoli-la, os destroços provenientes de tal demolição possam ser reaproveitados para construções seguintes, podendo ser ou não tratados.

(30)

6

obtido por este material são edifícios mais rústicos, acolhedores, geralmente pertencentes a ambientes não urbanos.

Com o surgimento da indústria do cimento, toda a construção em terra foi caindo em desuso e perdeu interesse por parte do sector da construção. As paredes em alvenaria e estruturas em betão armado tomaram o seu lugar neste sector, colocando a construção em terra no esquecimento. No en-tanto, nas últimas décadas, este tipo de construções tem vindo a recuperar o seu lugar na indústria da construção. Os estudos realizados sobre a utilização da terra como material de construção têm vindo a progredir - tais como argamassas de terra, terra estabilizada, caracterização de amostras recolhidas de construções existentes, entre muitos outros. Tendo em conta que em Portugal existe um grande património de edifícios de terra, vários têm sido os estudos relativos a recolha de amostras desses mesmos edifícios em vários locais, alguns deles em Aveiro (Silveira et al. 2012), Costa Vicentina, Alen-tejo (Gomes et al. 2009), (Gomes et al. 2012 c) e Algarve (Mateus 2005).

Com o intuito de melhorar as características da terra como material de construção recorre-se quase sempre a processos de estabilização da mesma. Apesar de este processo ser utilizado no pre-sente, é a cima de tudo uma prática de longa data. De uma forma geral, os principais objetivos da estabilização da terra são:

 Melhorar o comportamento mecânico;

 Melhorar a coesão entre as partículas que a constituem;

 Reduzir a porosidade e as variações de volume, nomeadamente a retração;

 Aumentar a resistência à erosão devido aos agentes meteorológicos.

As formas mais usuais e vernaculares de estabilização da terra envolvem adições de cal e/ou de fibras.

A compressão que se realiza na taipa é um exemplo de estabilização mecânica (Faria 2004 b). A cal é utilizada como estabilizador químico da terra devido à sua ação sobre as partículas de argila (Fernandes 2008). O efeito pretendido da cal sobre o material de terra é a redução dos vazios e a modificação da ligação entre as partículas. A reação da mistura de argila e cal resulta no aparecimento de uma nova estrutura que aglomera as partículas de terra.

(31)

2.2 Construções em Terra em Portugal

Uma grande percentagem do património edificado português é constituído por construção de terra. A utilização deste simples material na construção de habitações provém de populações ances-trais e já perdidas no tempo, surgindo na necessidade de construir abrigo. Desde o Neolítico Antigo até ao final da Idade do Cobre (cerca de 5500 a 2000 a.C.), a terra era utilizada como material de constru-ção em estruturas habitacionais e de uso doméstico de diversos sítios de habitat no Sul de Portugal (Bruno 2007).

Em Portugal até aos anos 50 do século XX, o processo construtivo mais utilizado essencial-mente no sul do país foi a taipa. A presença deste tipo de construções é frequente, nomeadaessencial-mente na Costa Vicentina (Gomes et al. 2009). O clima seco desta região é favorável a este tipo de construção, uma vez que esta, se não convenientemente protegida, é extremamente suscetível à água.

Outra zona de Portugal que possui uma grande percentagem de construções de terra é Aveiro. Aqui, e ao contrário da Costa Vicentina, o processo construtivo mais utilizado é a alvenaria de blocos de adobe.

Este tipo de construção recorre às matérias-primas locais. Deste modo, em virtude das propri-edades dos materiais aplicados em cada caso (terra, agregados, ligantes, água e fibras), cada cons-trução exige adaptações nos métodos construtivos tradicionalmente utilizados.

Tendo em conta estas duas técnicas construtivas (e que a terra utilizada para a taipa é geral-mente mais seca e menos argilosa do que a utilizada no adobe), se no local da construção o solo não tiver argila suficiente para ser utilizado na produção de blocos de adobe, opta-se geralmente pela taipa. Além destas duas técnicas, existe ainda outro processo construtivo tradicional, o tabique. Esta técnica consiste em aplicar terra sobre uma estrutura ligeira previamente concebida, geralmente de madeira. Esta estrutura mista possui uma capacidade resistente que é conferida pela madeira, que a distingue das outras duas técnicas mencionadas anteriormente, em que a terra é o material principal (Carvalho et al. 2008).

Na Figura 2.1 é possível identificar quais as zonas de Portugal Continental que tiveram maior incidência da construção em terra. Como já mencionado, a taipa foi mais utilizada na zona sul do país (Alto e Baixo Alentejo e Algarve) e a construção em adobe na Beira Litoral, Ribatejo e Estremadura. O Figura 2.1 – Distribuição geográfica em Portugal das principais técnicas construtivas tradicionais em terra: a)

(32)

8

tabique foi mais utilizado em Trás-os-Montes, Alto Douro e na Beira Alta. Os fatores envolvidos na determinação do processo construtivo de determinada região são o clima e fatores económicos: os climas favoráveis são os mais secos (baixa humidade relativa e precipitação) e os fatores económicas relacionam-se principalmente com o tipo de solo existente.

Um aspeto que tem sido alvo de várias investigações são as anomalias mais frequentes neste tipo de construções e possíveis causas de degradação. De acordo com o estudo realizado em quatro construções de taipa localizadas no Alentejo (Gomes et al. 2009) podem distinguir-se dois fatores cau-sadores de anomalias: fatores naturais e fatores humanos. Dentro dos fatores naturais encontram-se os fatores climáticos, fenómenos naturais, humidade, desenvolvimento biológico e envelhecimento dos materiais. Já os fatores humanos incluem o abandono das habitações, introdução de materiais não compatíveis e uso indevido das mesmas. É de ter em conta que as degradações que se encontram nas construções de terra não têm origem num só fator mas sim numa conjugação de vários fatores. De acordo com este estudo, a principal causa de degradação de edifícios de terra é a humidade existente, pois diminui a coesão interna, a resistência mecânica e aumenta a potencialidade da degradação por ação de sais solúveis

2.2.1 Paredes de Taipa

A construção em taipa consiste na execução de paredes espessas e monolíticas através de processos de compactação. Recorre-se à utilização de moldes de madeira denominados de taipais que têm a função de moldar as paredes. O nome de “taipa” deriva desses mesmos taipais. A terra é colo-cada no ser interior, é compactada e posteriormente os moldes são deslocados ao longo do compri-mento da parede em construção, servindo novamente de moldes do bloco de parede adjacente. O solo utilizado neste tipo de construção é um solo apenas húmido.

O solo a utilizar na produção de taipa deve possuir características e granulometria propicia a promover uma boa compacidade e coesão após a compactação. Deve também possuir boa capacidade de deformação, por forma a dar resposta a possíveis variações dimensionais resultantes de alterações térmicas ou de variações de teores de humidade.

Relativamente aos revestimentos a aplicar sobre uma alvenaria de taipa, estes nem sempre são adotados, sendo no entanto convenientes pelo menos ao fim de alguma exposição natural pois fornecem proteção ao suporte de terra. No património edificado português há vários exemplos de cons-truções de taipa sem qualquer tipo de revestimento aplicado. Antigamente, por vezes não se aplicava o revestimento de reboco por questões económicas; por vezes este era aplicado apenas em algumas das paredes principais ou ainda só em partes destas paredes. Atualmente um dos motivos pelo qual se opta por não colocar revestimento (deixando o suporte à vista) é a vertente contemporânea da ar-quitetura das construções em terra, ou seja, um motivo meramente estético, de forma a visualizar-se a especificidade da parede(Faria 2005). Os revestimentos aplicados em paredes de taipa eram tradicio-nalmente argamassas de cal aérea e areia ou argila e areia.

(33)

são constituídas pelo suporte (taipa) e pelo revestimento nele aplicado e foram retiradas de cinco cons-truções distintas. De entre os ensaios efetuados, os mais relevantes para a presente dissertação são a absorção capilar, resistência à compressão e resistência superficial por esclerómetro pendular.

Tabela 2.1 – Resultados obtidos em amostras de taipa (Mateus 2005)

*Cc5 – Coeficiente de capilaridade aos 5 minutos.

2.2.2 Paredes de Adobe

De acordo com informação do município de Aveiro, cerca de 25% das construções existentes na cidade são constituídas por alvenarias de blocos de adobe, e relativamente à totalidade do distrito, esta percentagem aumenta até aos 40% (Silveira et al. 2012). As construções em adobe tiveram su-cesso nesta região devido às boas características que o solo possui naquela zona. As matérias-primas utilizadas nestas construções são areia grossa, solo argiloso e cal. Esta mistura poderia ser corrigida através de adições maiores ou menores de areia e de cal, ou mesmo de fibras com o intuito de controlar possíveis fendilhações aquando do processo de secagem ao ar. Tal como o nome indica, os blocos de adobe são nada mais do que blocos de terra crua moldados e posteriormente secos ao ar (Lourenço et al. 2001). A forma dos blocos pode variar desde cubos a paralelepípedos de secção quadrada ou retangular. O solo mais apropriado para este tipo de construção é um solo mais argiloso do que o solo utilizado na construção em taipa.

Um estudo realizado sobre as construções de terra em Aveiro teve como objetivo caracterizar o adobe tradicionalmente utilizado nesta zona (Silveira et al. 2012). Para tal, foram estudas as proprie-dades mecânicas de blocos de adobe recolhidos de construções distribuídas no distrito de Aveiro. Os resultados obtidos das propriedades mecânicas encontram-se na Tabela 2.2.

Tabela 2.2 – Propriedades mecânicas de blocos de adobe (Silveira et al. 2012)

Amostra Ed [MPa] Rc [MPa] Rt [MPa]

Casas e muros 187 1,17 0,19

2.3 Argamassas Correntes

Uma argamassa é resultante de uma mistura de agregado(s), ligante(s) e água. A esta mistura podem ainda ser adicionados certos elementos tais como adições e adjuvantes, com a intenção de melhorar certas propriedades das argamassas em questão.

Amostra

Rc [MPa] Absorção capilar _[kg/(m2_.min1/2_)] _{pendular [escala}Esclerómetro

Vickers] Revestimento Taipa Revestimento

Cc5* Revestimento

Sesmarias 2,1 1,1 0,57 89

Arão 2,6 1,3 0,35 92

Montes de Cima 3,1 0,8 1,69 94

Pincho 2,0 1,3 0,67 89

(34)

10

2.3.1 Ligantes

Os ligantes correntes que podem constituir uma argamassa dividem-se em duas famílias: os ligantes aéreos e os ligantes hidráulicos. Relativamente aos ligantes aéreos, estes endurecem unica-mente com a presença do dióxido de carbono da atmosfera, como é o caso da cal aérea. No entanto, os ligantes hidráulicos têm a propriedade de endurecer debaixo de água e de resistir à sua ação (Mar-galha 2011).

2.3.2 Agregados

O componente que existe em maior quantidade numa argamassa são os agregados, nomea-damente areias. Estas são geralmente de areeiro ou de rio. De acordo com a sua origem e composição química, os agregados proporcionam diferentes características e comportamentos às argamassas em que são inseridos.

Os fatores que mais influenciam as características das argamassas são a origem dos agrega-dos, a sua forma e dimensão, e claro, a sua granulometria. A origem dos agregados influencia as ca-racterísticas mecânicas e químicas das argamassas. Relativamente à forma dos agregados, esta tem grande influência na resistência mecânica e na porosidade das argamassas. Argamassas com agrega-dos mais angulares possuem maior resistência mecânica, uma vez que partículas angulares preen-chem melhor os espaços vazios. Argamassas com agregados mais arredondados proporcionam poros maiores; no entanto esta característica pode ser contornada através da adição de outros agregados.

2.3.3 Adições e Adjuvantes

Relativamente a adições, estes apresentam-se geralmente em forma sólida (pó). Uma adição bastante conhecida são as pozolanas, que proporcionam às argamassas em questão aumentos na resistência e durabilidade. As pozolanas podem ter origem natural ou artificial. Pozolanas naturais são originadas em erupções vulcânicas; como exemplos de pozolanas artificiais podem citar-se as cinzas volantes, as cinzas de casca de arroz ou as argilas calcinadas.

Por outro lado, os adjuvantes apresentam-se geralmente em forma líquida. A utilização deste material não é fundamental na produção de uma argamassa; no entanto, por vezes tornam-se neces-sários para uma adequada utilização ou mesmo para conseguirem alterações de comportamento.

2.3.4 Água

(35)

eliminando essas fendas (Faria et al. 2008). Algumas das principais propriedades afetadas pela quan-tidade de água existente numa argamassa são a retração (quanto mais água, em princípio maior a retração) e as resistências mecânicas. Consequentemente, a sua durabilidade também é afetada.

2.4 Exigências Funcionais das Argamassas

A palavra argamassa abrange um vasto campo de aplicações e, como tal, antes da escolha da argamassa a aplicar num edifício, é necessário saber qual o tipo de obra e a sua função. Ou seja, é imprescindível saber se a argamassa é para construção nova ou para reabilitação de um edifício e, ainda, qual a função que esta irá desempenhar – se vai ser aplicada no assentamento de alvenaria, se as juntas da alvenaria vão ficar à vista ou vão ser revestidas, se vai ser aplicada num reboco exterior ou interior, se num refechamento de juntas, se numa reparação localizada, por exemplo.

Com o passar do tempo, a constituição e forma das paredes exteriores dos edifícios foram-se modificando de região para região. Mas apesar disso, as paredes exteriores tinham características em comum (desde a antiguidade até à época do betão armado em toda a Europa): juntavam a função resistente com a função de proteção em relação aos agentes climáticos e às ações externas em geral; os materiais utilizados antigamente eram mais porosos e deformáveis do que os utilizados nos dias de hoje; a sua espessura proporcionava capacidades de resistência e proteção (Veiga 2003). Uma grande diferença na funcionalidade de paredes exteriores antigas das atuais é relativa ao acesso da água e à humidade. Na construção atual, umas das principais preocupações com as alvenarias é que estas não permitam entrada de água vinda do exterior ou pelo menos que, em conjunto com o revestimento, impeçam a progressão da água até ao interior, e como tal dimensionam-se as paredes exteriores com esse intuito. O mesmo não acontece com as alvenarias de construções antigas, em que é suposto que a água tenha acesso às paredes. A espessura e a porosidade das paredes impediam a permanência prolongada de água, tentando então promover a sua fácil e rápida saída para o exterior.

Quando se pretende intervir num edifício antigo, a primeira opção deverá ser, sempre que pos-sível, a conservação. No entanto, a estratégia de intervenção mais apropriada é bastante difícil de determinar. Ao nível dos rebocos de paredes podem assim distinguir-se quatro grandes níveis possíveis de intervenções (Veiga 2003):

 Primeira: conservação do revestimento antigo através de operações de manutenção e de re-paração pontual;

 Segunda: consolidação do revestimento existente, se o edifício ou o revestimento for de valor elevado;

 Terceira: substituição parcial em alguns paramentos, com recurso a revestimentos semelhan-tes aos antigos;

 Quarta: substituir a totalidade do reboco.

Estas opções devem ser escolhidas por ordem de severidade das anomalias, sendo que a primeira corresponde a anomalias pontuais e a última a anomalias com severidade elevada.

(36)

12

conservação é a preservação física dos materiais e estruturas existentes. A argamassa escolhida deve contribuir para este objetivo durante todo o período em que esteja funcional e deve também ser passível de ser removida quando perder essa funcionalidade. Este último aspeto denomina-se de reversibili-dade1_{, e constitui um importante fator a ter em conta na definição das características mecânicas e}

físicas da nova argamassa.

A durabilidade de argamassas é garantida através de diversas características: resistência me-cânica (aos choques), boa coesão interna, boa aderência ao suporte e entre camadas (mas não exces-siva para não impedir a reversibilidade), boa resistência química (aos sais existentes nas alvenarias), bom comportamento face à água (absorção lenta e facilidade de secagem) e ainda resistência à colo-nização biológica. Relativamente a argamassas de cal, a sua durabilidade está fortemente relacionada com a sua estrutura porosa, pois esta controla a capacidade de transportar, reter e expulsar água por evaporação. No entanto, a durabilidade das argamassas não se prende exclusivamente com as suas características intrínsecas. Diversos fatores como as técnicas de preparação e aplicação, condições climáticas e de cura e a preparação do suporte são igualmente importantes (Veiga 2003).

Os objetivos da utilização de uma argamassa em edifícios existentes podem passar por rebo-cos de proteção de alvenarias (contra ações externas ou internas), refechamento de juntas (em que as argamassas sejam inexistentes ou não-funcionais), injeções (de caldas) em alvenarias com problemas estruturais, argamassas de assentamento (criação de juntas entre novos elementos) ou ainda, repara-ção estética de elementos de pedra (Henriques et al. 2006). Estas duas últimas funções de argamassas excluem-se do âmbito da conservação2_{, passando a pertencer às ações de restauro}3_{ou reconstrução.}

De forma simplificada, podem resumir-se as funções e exigências principais de determinada argamassa da forma apresentada na Tabela 2.3 (Henriques et al. 2006).

Tabela 2.3 – Funções e exigências funcionais de argamassas (Henriques et al. 2006).

Tipo de argamassa Função Exigências funcionais

Rebocos exteriores Proteção contra a ação da _{água (liquida ou vapor)} Baixa absorção de água e elevada _{permeabilidade ao vapor de água} Rebocos interiores Proteção contra ações _mecânicas Boa dureza superficial

Refechamento de juntas

Proteção contra a água e estabilidade estrutural

Baixa absorção de água, elevada permeabili-dade ao vapor de água e expansibilipermeabili-dade Injeções Estabilidade estrutural Facilidade de injeção

1_{Reversibilidade}_–_{possibilidade de um dado material ou solução construtiva poderem ser removidos no}

final da sua vida útil sem causar danos aos restantes materiais que com eles contactem (Henriques 1991).

2_{Conservação}_–_{conjunto de ações destinadas a prolongar o tempo de vida duma dada edificação}

histó-rica (Henriques 1991).

3_Restauro_–_{conjunto de operações destinadas a restabelecer a unidade da edificação do ponto de vista}

(37)

Relativamente a argamassas utilizadas para rebocos exteriores, estas devem possuir as se-guintes características:

 Devem possuir a menor absorção capilar de água possível (quer em termos de coeficientes de capilaridade quer em termos de valor assimptótico);

 A água que inevitavelmente consegue penetrar na argamassa deve poder evaporar e para tal, a permeabilidade ao vapor de água é uma característica importante;

 Devem ter estabilidade dimensional, tanto numa fase inicial (retrações) como a longo prazo (variações dimensionais);

 Devem ter boa aderência ao suporte;

 Tanto quanto possível, as argamassas não devem libertar sais solúveis. No entanto, e devido aos sais que inevitavelmente existem em alvenarias, a resistência aos sais solúveis deve ser a maior possível;

 As resistências mecânicas devem conseguir suportar a ação anterior e outras, tais como ações de gelo/degelo e ações devido a choques;

 As argamassas devem fazer presa num período de tempo curto, por forma a impedir deteriora-ções devido a resistências mecânicas inicias fracas.

Argamassas correntes têm sido escolhidas para intervenções em alvenarias de edifícios anti-gos, como, por exemplo, as argamassas de cimento. Estas não são a escolha mais apropriada para tal devido a vários aspetos, tais como: o aspeto final da superfície, a presença de sais solúveis no seu interior que posteriormente migram para o suporte, rigidez excessiva e capacidade limitada de permitir a secagem da parede sobre a qual está colocada. Por outro lado, as argamassas que mais se aproxi-mam das vernaculares são as argamassas de cal aérea. Estas permitem assegurar a compatibilidade estética e funcional com os materiais pré-existentes. No entanto, estas argamassas têm vindo a apre-sentar problemas de durabilidade, principalmente quando expostas à chuva e, ainda mais, ao gelo (Veiga 2003).

Na escolha de uma argamassa para rebocos de edifícios antigos, as características a ter em conta podem ser agrupados em dois grupos (Henriques et al. 2008):

 Características que garantem a proteção da parede: - Absorção e evaporação de água;

- Resistências mecânicas; - Libertação de sais solúveis; - Estabilidade dimensional.

 Características que previnem a degradação das argamassas: - Resistência aos sais solúveis;

- Resistência ao gelo/degelo; - Evaporação de água;

- Resistências mecânicas (incluindo tempo de presa).

(38)

14

Algumas destas características possuem valores recomendados para que, quando cumpridos, possam ter melhor eficácia. Relativamente a argamassas a aplicar em edifícios antigos, como gama de valores que se pode ter em conta surge a apresentada na Tabela 2.4 (Veiga 2010). Esta gama de valores foi estabelecida com base em experiência na área sendo portanto meramente indicativa.

Tabela 2.4 – Requisitos estabelecidos para as características, aos 90 dias, das argamassas de revestimento para edifícios antigos (Veiga 2010)

Função Características mecânicas aos 90 dias

Comportamento com a água Rt [N/mm2_] _{Rc [N/mm}2_] _{Ed [N/mm}2_] _{CC [kg/(m}2_.min1/2_)] Reboco exterior 0,2-0,7 0,4-2,5 2000-5000 <1,5; >1,0

Reboco interior 0,2-0,7 0,4-2,5 2000-5000 -

Refechamento de juntas 0,4-0,8 0,6-3,0 3000-6000 <1,5; >1,0

A norma EN 998-1 (CEN 2010) define também algumas gamas de valores que as argamassas para rebocos devem possuir, não sendo estas específicas para edifícios antigos:

Tabela 2.5 - Classificação para as propriedades de argamassas no estado endurecido EN 998-1 (CEN 2010)

Propriedades Categoria Valores

Resistência à compressão aos 28 dias

CS I 0,4 a 2,5 MPa

CS II 1,5 a 5,0 MPa CS III 3,5 a 7,5 MPa

CS IV ≥ 6 MPa

Absorção de água por capilaridade

W 0 Não especificado W 1 CC ≤ 0,40 kg/(m2_.min1/2₎

W 2 CC ≤ 0,20 kg/(m2_.min1/2₎

Condutibilidade térmica T 1 ≤ 0,1 W/m.K

T 2 ≤ 0,2 W/m.K

Um fator que influencia fortemente a durabilidade e comportamento de uma argamassa de revestimento é a sua aplicabilidade, ou seja, a sua técnica de aplicação. Desta forma, é importante referir os seguintes aspetos (Veiga 2003):

 A quantidade de água introduzida no processo de amassadura deve ser minimizada, o que conduz a uma argamassa mais consistente. Embora se torne mais difícil de aplicar, resulta num revestimento mais compacto, com maior capacidade resistente, menor tendência para fissurar e menor absorção de água;

 É preferível que a amassadura seja realizada manualmente ou com berbequim, evitando a betoneira;

 Por forma a garantir maior compacidade e menor suscetibilidade à fendilhação, é importante apertar a argamassa contra o suporte;

(39)

 Uma forte exposição solar facilita o endurecimento da argamassa mas também poderá aumen-tar a fissuração. Por outro lado, uma fraca exposição solar atrasa a carbonação e compromete o comportamento a longo prazo.

2.5 Argamassas de Cal Aérea

A cal é um dos materiais de construção mais antigos. Anteriores a este foram utilizados, pro-vavelmente, apenas a pedra, a terra, o gesso e a madeira (Margalha 2011). No sul de Portugal, recorre-se tradicionalmente ao uso da cal para revestimento de paredes de habitações. Ainda em muitas al-deias se utiliza a expressão caiar que consiste na aplicação de uma pintura com leite de cal anualmente (ou perto) nas paredes das habitações.

Como já mencionado anteriormente, o surgimento da indústria do cimento alterou todo o setor da construção. No entanto, só começou a ser realmente utilizado no Alentejo a partir dos anos 50-60 do século XX (Margalha 2011). Uma das principais características que tornou a utilização do cimento na construção tão famosa foi a rápida capacidade de ganhar resistência em poucos dias após a sua aplicação.

Inicialmente o cimento era adicionado às tradicionais argamassas de cal aérea, formando as-sim as argamassas bastardas (que possuem dois tipo de ligantes na sua constituição). Como se pode ver pelo gráfico da Figura 2.2, a utilização da cal aérea foi-se dissipando a partir dos anos 60 e 70, colocando o cimento na preferência de escolha dos construtores na produção de argamassas.

Estas argamassas possuem características muito próprias podendo enumerar-se algumas de-las. Comparativamente a argamassas de cimento (Faria et al. 2008):

 Possuem baixas resistências mecânicas e demoram bastante tempo a adquiri-las;

 Podem ter baixa aderência a alguns suportes;

 Como perdem muita água no processo de cura, possuem grande retração inicial, mas podem e devem ser reapertadas algumas horas após aplicadas, após ter ocorrido a retração de seca-gem;

 A sua deformabilidade é boa;

 Possuem grande absorção capilar mas grande facilidade de secagem;

 A resistência à ação mecânica de sais solúveis é baixa mas não brusca;